Facultad de Ciencias

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https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/8921

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Browsing Facultad de Ciencias by browse.metadata.advisor "Arguello Fuentes, Henry"

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    Algoritmo de optimización para recuperar una señal compleja a partir de patrones de difracción codificados en cristalografía de rayos X
    (Universidad Industrial de Santander, 2021) Angarita Pallares, Jhon James; Arguello Fuentes, Henry; Pinilla Sánchez, Samuel Eduardo
    La recuperación de la fase (PR, de sus siglas en inglés Phase Retrieval) es un problema presente enmuchas aplicaciones como óptica, imágenes astronómicas, biología computacional y cristalografíade rayos X (XC, de sus siglas en inglés X-ray Crystallography). Este último es el objeto de estudio deeste proyecto. PR en cristalografía de rayos X es un problema inverso mal condicionado que consisteen recuperar una señal compleja a partir de medidas de intensidad sin fase capturadas en un sensoróptico. Recientemente, se ha demostrado que una señal en XC se puede representar de forma escasa en el dominio de Fourier. Este hecho implica que el número de medidas de intensidad requeridaspara recuperar la fase en XC está determinada por la escasez de la señal en el dominio Fourier, lacual es mucho más pequeña que el tamaño de la misma. Sin embargo, la complejidad computacionalde los algoritmos para recuperar la fase aún depende del tamaño de la señal a reconstruir, lo que implica una mayor complejidad computacional y elevados tiempos de cómputo. Por lo tanto, este trabajopropone un algoritmo de reconstrucción que explota la escasez de la señal al agrupar conjuntos depíxeles en su representación escasa, llamados súper-píxeles, con el fin de reducir el número total deincógnitas en el problema inverso. De esta forma, disminuir sustancialmente el costo computacional de su reconstrucción.
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    Caracterización de invertivilidad de un sistema compresivo de imágenes espectrales usando minimización del rango de un tensor
    (Universidad Industrial de Santander, 2020) Fonseca Vargas, Yesid Ferney; Arguello Fuentes, Henry
    En este trabajo de investigación, el problema de muestreo compresivo para un tensor de 3 dimensiones se aborda asumiendo que los datos 3D dimensionales reconstruidos a partir de las mediciones comprimidas tienen una representación de bajo rango tensorial. En particular, en esta tesis se define la Propiedad Isométrica Restringida (PIR) que establece que un operador lineal que comprime los datos satisface cierta desigualdad entre normas Frobenius para todos los tensores con rango tensorial más bajo que el rango tensorial del tensor original a reconstruir. Además, este trabajo muestra tres formas diferentes de definir el rango tensorial como una generalización del rango matricial (para datos con 2 dimensiones). Basado en estas definiciones, se presenta un teorema principal de unicidad que indica que un tensor original puede ser completamente reconstruido resolviendo un problema de optimización convexo donde el objetivo es minimizar la norma nuclear tensorial sujeto a que las medidas comprimidas con el operador lineal permanezcan iguales. Este teorema de unicidad tiene como condición suficiente que el operador lineal que comprime los datos satisfaga la PIR. Por otro lado, se analizan los operadores lineales cuasi-isométricos, el cual es una familia de operadores lineales estocásticos, y proporciona un límite de probabilidad asociado con el evento de que un operador lineal cuasi-isométrico satisfaga la PIR.
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    Diseño y simulación de códigos de apertura para un sistema compresivo de tomografía computarizada de dispersión de Rayos-X
    (Universidad Industrial de Santander, 2017) Pinilla Sánchez, Samuel Eduardo; Arguello Fuentes, Henry
    Debido al incremento acelerado de la población urbana y a la inmediata pretensión de habitar en sinergia con el medio ambiente, surge la necesidad de implementar soluciones sostenibles en áreas claves y de gestar un cambio en el sector de la construcción que faculte la generación de un crecimiento ordenado y sostenible en las urbes, agregue valor real al usuario y logre consolidar a las empresas constructoras como competitivas tanto a nivel nacional como internacional. Por ende, el objetivo final del proyecto es la creación de un estudio de diseño para el sector construcción que desencadene un cambio positivo en el sector, el cual actualmente ha dejado a un lado el fin último de su producto, la habitabilidad, resultado de las estrategias competitivas que tienen que afrontar por la acelerada demanda y oferta del mercado. Por consiguiente, a partir de las metodologías "Disciplined Entrepreneurship" y "Design Thinkig" se gesta la creación de la empresa y de su primer proyecto enfocado en viviendas de interés social en el Área Metropolitana de Bucaramanga Santander, Colombia. A partir de las fases concepción, desarrollo y lanzamiento implementadas en el proyecto, se obtiene como resultado la creación del estudio de diseño SEAS y la identificación, caracterización y convergencia de los diferentes actores, lo que conlleva a la concepción de un diseño piloto de vivienda progresiva sostenible, proyecto INVIRA, bajo los pilares de sostenibilidad social, ambiental y económica.
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    Optimización de aperturas codificadas para el mejoramiento de la calidad de imagenes reconstruidas en un sistema de muestreo compresivo de tomografía computarizada con una fuente de haz de Rayos-X en abanico
    (Universidad Industrial de Santander, 2018) Marquez Castellanos, Miguel Angel; Arguello Fuentes, Henry
    La tomograf’ia computarizada (CT, del ingles´ computed tomography) es una t’ecnica no invasiva y no destructiva que permite estimar la estructura interna de un objeto a partir de proyecciones de rayos-X. Sin embargo, la exposici’on prolongada a dosis de radiaci’on puede alterar la estructura interna del objeto, y en procedimientos m’edicos puede aumentar el riesgo de padecer c’ancer. Debido a esto, la teor’ia de muestreo compresivo (CS, del ingles´ compressive sensing) ha sido usada para desarrollar estrategias de muestreo CS en CT que permitan reducir las dosis de radiacion sin sacrificar ´ la calidad de la reconstruccion. Uno de los trabajos de CS-CT que mayor impacto ha ´ tenido es la implementaci’on de aperturas codificadas para la modulaci’on del haz de rayos-X. No obstante, estos trabajos no han estudiado el diseno de las aperturas co- ˜ dificadas para obtener matrices de muestreo mejor condicionas, las cuales permitir’ian obtener reconstrucciones con una mayor calidad. Es por ello que en este trabajo se propone el diseno de aperturas codificadas para obtener im’agenes CT de mayor ca- ˜ lidad a partir de proyecciones capturadas en una arquitectura de CS-CT con haz de rayos-X en abanico. Para el diseno de las aperturas codificadas se estable una relaci ˜ on´ directa entre el numero de condición y los c ´ ´ırculos de Gershgorin asociados a la matriz de muestreo. Con base en esto, se plantean la reduccion delárea total de la unión de ´ los c´ırculos de Gershgorin mediante el diseno de aperturas codificadas que permitan ˜ obtener una matriz de muestreo con filas linealmente independientes. Para lograr esto, se establecen cuatro criterios de muestreo uniforme los cuales son generados a partir del an’alisis de la geometr’ia de muestreo de la arquitectura CS-CT. Espec’ificamente, en este trabajo se estudia la arquitectura CS-CT con una variaci’on en su arreglo de detectores, unidimensional y con un unico detector.